211service.com
Kāpēc DNS kādreiz aizstās cieto disku
DNS kādreiz varētu glabāt vairāk nekā tikai dzīves plānus — tajā varētu būt arī milzīgas dokumentu, mūzikas vai video kolekcijas neiespējami kompaktā formātā, kas ilgst tūkstošiem gadu.
Pētnieki pie Eiropas Bioinformātikas institūts Hinkstonā, Apvienotajā Karalistē, ir demonstrējuši jaunu metodi vairāku izplatītu datora failu formātu uzticamai kodēšanai šādā veidā. Tā kā DNS sekvencēšanas un sintezēšanas cena turpina kristies, pētnieki lēš, ka šī bioloģiskā uzglabāšanas vide būs konkurētspējīga tuvāko desmitgažu laikā.
DNS informācijas glabāšanas blīvums ir vismaz tūkstoš reižu lielāks nekā esošajiem medijiem, taču vēl nesen DNS sintēzes izmaksas bija pārāk augstas, lai tehnoloģija būtu kaut kas vairāk par zinātkāri. Tomēr tradicionālās metodes digitālās informācijas ilgstošai glabāšanai joprojām rada problēmas. Magnētiskās lentes, ko parasti izmanto arhīva glabāšanai, kļūst trauslas un zaudē pārklājumu pēc dažām desmitgadēm. Un pat tad, ja informācijas glabāšanai izmantotais fiziskais nesējs paliek neskarts, uzglabāšanas formāti vienmēr mainās. Tas nozīmē, ka dati ir jāpārsūta uz jaunu formātu, pretējā gadījumā tie var kļūt nelasāmi.
Turpretim DNS laika gaitā paliek stabila, un tas ir viens no formātiem, kas, iespējams, vienmēr būs noderīgs. Mēs vēlamies atdalīt datu nesēju no mašīnas, kas to nolasīs, saka projekta vadītājs Niks Goldmens . Mums vienmēr būs DNS nolasīšanas tehnoloģijas. Goldmans atzīmē, ka ir atrasti neskarti DNS fragmenti, kas ir desmitiem tūkstošu gadu veci, un ka DNS ir stabila vēl ilgāk, ja to atdzesē vai sasaldē.
Apvienotās Karalistes pētnieki kodēja DNS ar Martina Lutera Kinga jaunākā runas “I Have a Dream” MP3, zinātniskā raksta PDF failu, Šekspīra sonetu ASCII teksta failu un JPEG krāsainu fotogrāfiju. DNS failu uzglabāšanas blīvums ir aptuveni 2,2 petabaiti uz gramu.
Citi ir pierādījuši DNS datu uzglabāšanu iepriekš. Šovasar, piemēram, pētnieki, kurus vadīja Hārvardas universitātes ģenētikas profesors Džordža baznīca izmantoja tehnoloģiju, lai kodētu grāmatu (skatiet Visa grāmata, kas glabājas DNS ).
Goldmans saka, ka atšķirība ar jauno darbu ir tāda, ka pētnieki koncentrējās uz praktisku, kļūdām izturīgu dizainu. Lai izveidotu DNS failus, pētnieki izveidoja programmatūru, kas pārveidoja viens smiltis 0 s no digitālās jomas DNS bāzu ģenētiskajā alfabētā, kas apzīmētas ar A, T, G un C. Programma nodrošina, ka nav atkārtotu bāzu, piemēram, AA vai GG, kas izraisa lielāku kļūdu līmeni DNS sintezēšanas un sekvencēšanas laikā.
Faili tika sadalīti segmentos, katrs grāmatots ar indeksa kodu, kas satur informāciju par to, kuram failam tas pieder un kur tas atrodas šajā failā — līdzīgi kā grāmatas virsraksts un lappuses numurs.
Kodēšanas programmatūra nodrošina arī zināmu dublēšanu. Katra faila daļa ir attēlota četros dažādos fragmentos, tāpēc pat tad, ja vairākas degradējas, joprojām ir jābūt iespējai datus rekonstruēt.
Strādājot ar Agilent tehnoloģijas Santaklārā, Kalifornijā, pētnieki sintezēja DNS fragmentus un pēc tam pierādīja, ka var tos secināt un precīzi rekonstruēt failus. Šis darbs ir aprakstīts šodien žurnālā Daba .
Goldmana grupa lēš, ka datu kodēšana DNS pašlaik maksā 12 400 USD par megabaitu un 220 USD par megabaitu, lai nolasītu šos datus atpakaļ. Ja DNS sintēzes cena samazināsies par divām kārtām, kā tas ir paredzēts nākamajā desmitgadē, saka Goldmens, DNS datu glabāšana drīz maksās lētāk nekā datu arhivēšana magnētiskajās lentēs.
Viktors Žirnovs, atmiņas tehnoloģiju programmas direktors Pusvadītāju pētniecības korporācija Daremā, Ziemeļkarolīnā, saka, ka, tā kā pašreizējās izmaksas ir tik augstas, datu glabāšanas DNS, iespējams, agrāk tiks izmantota ilgtermiņa arhīvos, kuriem netiek bieži piekļūts. Viņš saka, ka, raugoties uz nākotni, viņš var iedomāties agresīvāku tehnoloģiju, kas aizstātu zibspuldzi, nemainīgu atmiņas tehnoloģiju, kas atrodama portatīvajā elektronikā, kas jau sasniedz savas mērogošanas robežas. Galvenais būs izstrādāt visas aparatūras sistēmas, kas strādā ar DNS, nevis tikai sekvencērus un sintezatorus.
Hārvarda baznīca saka, ka viņš strādā pie šīs problēmas. Mēs varam pakāpeniski uzlabot savu spēju lasīt un rakstīt DNS, bet es vēlos pilnībā izkļūt no šīs kastes, viņš saka. Church pašlaik izstrādā sistēmu analogo signālu, piemēram, video un audio, tiešai kodēšanai DNS, pilnībā izslēdzot parasto elektroniku.